Критика поля Хиггса как источника инертной массы

Все нам знакомо состояние инерции. Когда мы едем в автомобиле, и он начинает ускоряться, то нас отклоняет назад. Если автомобиль тормозит, то нас отклоняет вперед. Это и есть инерция массивных тел, проявляемая при ускорении и торможении. Если же мы едем в автомобиле, который движется с одной и той же скоростью, нас никуда не отклоняет. То есть, если объект движется равномерно, то силы инерционного сопротивления на него не действуют.

Ускорение любого объекта происходит через приложение к нему каких-либо внешних сил. При отсутствии таких внешних воздействий на объект, параметры его пространственного перемещения не изменяются.

Отсюда были выведены принцип инерции Галилея и/или первый закон Ньютона: “если на тело не действуют никакие силы со стороны других тел, то оно сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения”. Такое движение называется “движением по инерции”.

Инерция – явление фундаментальное и универсальное, проявляющееся вне зависимости от того, в каком месте нашей Вселенной находятся физические тела и в каком направлении они перемещаются.

Мерой инерции была назначена так называемая инертная масса.

Ньютон полагал, что масса объекта есть количество вещества, его составляющего.

Он писал: "Масса есть мера вещества, устанавливаемая пропорционально плотности и объему его."

В специальной теории относительности Эйнштейн выявил то, что величина нарастания сопротивления ускорению не является неизменной, но увеличивается в зависимости от скорости объекта. Отсюда происходит то, что невозможно двигаться со скоростью, превышающей скорость света –  при скорости света значение сопротивления ускорению становится бесконечным.

Здесь возникло понятие релятивистской массы – которая, при трактовке полученных формул, увеличивается при нарастании ускорения.

Но, очевидно, что количество вещества, составляющее объект, при неизменности его целостности не может изменяться из-за того, что объект ускоряется. Из этого возникли споры среди теоретиков, смысл которых сводится к вопросу: имеет ли смысл использовать понятия разных масс: "масса покоя", "инертная масса", "релятивистская масса".

При этом в обсуждениях упор делается на математические формулы и, с тем,  физический смысл понятия "масса" обходится стороной. Но данное понятие является фундаментальным, основополагающим. То есть, абстрактные математические формулы ставятся выше физической реальности - без оглядки на неё.

В рамках господствующей ныне Стандартной модели по расчетам некоторые частицы должны быть безмассовыми. Иначе говоря, заявляемые симметрии теорий микромира запрещают фундаментальным частицам иметь массы - что не соответствует физической реальности.

Для разрешения этого противоречия была разработана концепция так называемого поля Хиггса, состоящего из квантов – бозонов Хиггса. Хиггсовское поле нарушает симметрии и обеспечивает возможность существования масс у фундаментальных частиц. 

Упрощенно: полагается, что при ускорении частица/объект вступает во взаимодействие с бозонами Хиггса, которые её притормаживают, что и приводит к проявлению инертной массы ускоряющейся частицы/ускоряющегося объекта. Теоретики утверждают, что такая картина слишком примитивна и всё гораздо сложнее. Но как же происходят процессы задействования бозонов Хиггса – на это вразумительные ответы до сих пор отсутствуют. Заявляется о том, что это пятое фундаментальное взаимодействие, но как оно реализуется – внятной картины нет. Есть несколько вариантов, но все они принципиально не проверяемы.

То есть, данная концепция не является детально проработанной и состоит из общих предположений в разных вариантах, в которых отсутствуют логически непротиворечивые обоснования.

Признано то, что бозоны Хиггса являются короткоживущими и практически мгновенно после своего появления распадаются - по расчетам время жизни бозона Хиггса порядка одной септиллионной доли секунды (22 нуля после десятичной точки).
 (При этом механизмы их возникновения однозначно не описываются).

По одной из версий бозоны Хиггса постоянно присутствуют как законченные объекты, образуя поле Хиггса. По другой версии данные бозоны являются возмущениями поля Хиггса.

Рассмотрим оба варианта.

Предположим, что бозоны Хиггса существуют постоянно, вне зависимости от ускоренного перемещения объектов. Полагается, что поле Хиггса – состоящее из бозонов Хиггса, равномерно распределено по всей Вселенной и появилось на ранних стадиях её возникновения - спустя пикосекунды после Большого взрыва. 

Заявляется, что бозоны Хиггса распадаются на:

- на пару b-кварк—b-антикварк;

- на два фотона;

- на две пары электрон-позитрон и/или мюон-антимюон;

- на пару электрон-позитрон и/или мюон-антимюон с парой нейтрино.

(Оставим за скобками вопрос о том, каким образом одни и те же частицы распадаются на наборы частиц с разной качественностью. Это как если бы мы разбирали автомобили, но в одном случае у нас получались наборы автозапчастей, а в другом случае банки с соленьями.)

Неустойчивые частицы превращаются в конечном итоге в фундаментально устойчивые. Электроны и позитроны при взаимодействии аннигилируют, в результате чего появляются фотоны.

Собственно, при распаде бозонов Хиггса появляются "короткие" фотоны – гамма-кванты.

Напомним. Гамма-кванты характеризуются как жёсткое гамма-излучение. Гамма-кванты легко разрушают молекулы, в том числе биологические, обладают большой проникающей способностью. Для экранирования от них необходимы специальные устройства из материалов, способных хорошо задерживать эти лучи (свинец, бетон, вода).

Соответственно, из-за постоянного появления и распада бозонов Хиггса происходит перманентное появление фотонов – гамма квантов - которые, напомним, не подлежат какому-то распаду и легко регистрируются.

Отсюда, к настоящему времени должно накопиться колоссальное количество гамма-квантов, в целом равномерно распределенных по всему ареалу Вселенной, в том числе и в ареале нашей планеты.

Собственно, количество гамма-квантов как продуктов распада бозонов Хиггса можно примерно подсчитать. Как видится, это будет гигантское число.

Пусть бозоны Хиггса являются возмущением поля Хиггса. Тогда при отсутствии возмущений бозоны Хиггса как законченные объекты отсутствуют. Возмущение поля Хиггса происходит при ускоренном перемещении объектов. Соответственно, при ускорении какого-либо объекта совершается возмущение поля Хиггса, появляются бозоны Хиггса, которые тормозят ускоряющийся объект, тем самым сообщая ему массу, и практически мгновенно распадаются.

Отсюда любое перемещение с ускорением должно порождать появление существенного количества гамма-квантов, то есть, рост жесткого излучения. Если вы решите побежать с ускорением, то за вами протянется шлейф из гамма-квантов, смертельно опасных для всего живого.

Всего этого в природе, очевидно, не наблюдается.

4 июля 2012 года было заявлено об экспериментальном открытии бозона Хиггса.

Что же произошло на самом деле?

Сами ученые заявляют, что напрямую экспериментально выявить бозон Хиггса невозможно в связи с кратковременностью его существования.

Поэтому в ходе многочисленных экспериментов на Большом андронном коллайдере по столкновению высокоэнергетических частиц были получены некоторые данные, которые косвенно указывали на возможность того, что они произошли от появления частиц с характеристиками, близкими к теоретически обозначенным  характеристикам бозонов Хиггса. В результате было заявлено о вероятном открытии бозона Хиггса или очень похожей на него частицы с массой в диапазоне 125–127 ГэВ.

Неопределенные результаты были выданы за строго определенные достижения – вплоть до присуждения Нобелевской премии за открытие бозона Хиггса.

По оценке Forbes, на эксперименты по обнаружению бозона Хиггса было потрачено свыше 13 млрд. долларов.

В настоящее время учёные, работающие на Большом андронном коллайдере, заявляют, что они не могут разрешить проблемы Стандартной модели потому, что им не хватает мощности БАКа, но вовсе не из-за фундаментальных ошибок основы Стандартной модели. Поэтому они предлагают построить ускоритель еще больше и мощнее, чем БАК, на котором уже все вопросы будут разрешены.

В настоящее время Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) разрабатывает  «Будущий кольцевой коллайдер» (Future Circular Collider, FCC) - в три раза больше Большого адронного коллайдера (БАК) и в семь раз мощнее. Окончательное решение о строительстве FCC примет Совет ЦЕРН в 2028 году после прохождения независимой экспертизы, общественных консультаций и обсуждения с государствами-хозяевами ЦЕРН — Францией и Швейцарией.

Критики говорят, что такой проект обойдется в сумму, сравнимую с годовым ВВП маленькой страны, займет десятилетия, а, главное, вряд ли позволит проверить новые теории.

Физик-теоретик Сабина Хоссенфельдер в своей книге "Уродливая Вселенная. Как поиски красоты заводят физиков в тупик" написала: "Мои коллеги и я возлагали большие надежды на проект, стоивший миллиарды долларов, — рассчитывали, что он сделает нечто большее, чем просто подтвердит то, в чем никто и не сомневался. Мы обнаружили несколько многообещающих "трещин в фундаменте", убедивших нас, что Большой адронный коллайдер породит также другие, пока неизвестные частицы. Мы ошиблись. Большой адронный коллайдер не увидел ничего, что подкрепило бы наши новоизобретенные законы природы".

Физик Марвин Маршак, исследующий нейтрино, в комментарии для Science сказал про ученых, которые работают на БАК: "Они приближаются к пустыне и не знают, насколько она велика".

Сложившаяся ситуация в теоретической физике подробно рассмотрена в предыдущей статье "Застой в теоретической физике".

https://aftershock.news/?q=node/1510286

Вкратце: сложившаяся система грантов на научные исследования заставляет физиков-теоретиков следовать сложившейся парадигме, по которой Стандартная модель является безусловно правильной, и, тем самым, имеющиеся в ней противоречия, по сути, "заметать под ковер".  Заметим, что Стандартная модель разрабатывается уже более пятидесяти лет.

Проблема Стандартной модели заключается в том, что в ее рамках невозможно ответить на многие вопросы о мироздании: почему материи больше, чем антиматерии, почему частицы обладают разной массой, как связать гравитацию с остальными фундаментальными взаимодействиями, что такое темная материя и темная энергия - если они вообще существуют?

Итак, кратко обозначим.

1. Объекты приобретают/показывают массу универсально - вне зависимости от направленности своего ускорения и вне зависимости от своего месторасположения во Вселенной. Соответственно, если наличие массы обеспечивается именно бозонами Хиггса, то они должны быть распределены равномерно во всем объеме Вселенной.

2. Бозоны Хиггса являются короткоживущими и, с тем, почти мгновенно распадаются.

3. Продуктами распада бозонов Хиггса в достаточно большом количестве являются гамма-кванты.

4. Гамма-кванты, во-первых, не распадаются и, во-вторых, легко регистрируются. Собственно, наличие гамма-квантов вызывает лучевую болезнь.

5. Если бозоны Хиггса существуют, то должны иметься гамма-кванты в большом количестве, равномерно распределенные в ареале Вселенной. Также их количество должно перманентно увеличиваться.

Этого не имеется.

Отсюда следует полагать то, что теория – во всех ее интерпретациях – заявляющая то, что масса частиц/объектов происходит из их взаимодействия с бозонами Хиггса, в своей базисной основе сомнительна - хотя в надстройке она математически проработана достаточно тщательно.

Please, don't build another Large Hadron Collider

A next-generation LHC++ could cost $100 billion. Here's why such a machine could end up being massive waste of money.